目前，国内港口起重机小车驱动方式分为自行式和钢丝绳牵引式2种。与自行式小车相比，牵引式小车的小车驱动装置安装于机械房内，因而极大减轻了运行小车的自重，从而减小了港口起重机金属结构承受的动态载荷，改善了整机的性能。但是，牵引式小车具有较复杂的钢丝绳缠绕系统，钢丝绳较长，容易产生钢丝绳伸长、下垂和振动，从而影响整机的工作效率。为此，通常设置小车牵引钢丝绳张紧装置，使钢丝绳始终处于张紧状态，以保证小车运行平稳，提高工作效率。

小车牵引钢丝绳张紧装置基本采取液压控制方式，根据对系统压力的检测，控制液压泵的工作状态，保证钢丝绳一直处于张紧状态。另外，本文还介绍一种机械式钢丝绳张紧装置，该方式结构简单、成本低、方便维护，并已经在实际工程中得到应用，取得较好的效果。

1. 液压张紧装置

1.1基本组成

液压张紧装置基本组成如图1所示，系统根据压力开关10的状态控制动力包电机1工作，当压力开关断开时，表明系统压力低于张紧压力，即钢丝绳张紧状态接近小车运行的要求，动力包电机动作，系统为蓄能器9充液。当充液到系统压力高于设定压力时，压力开关闭合，动力包电机停止工作，直到压力开关重新断开。系统依靠蓄能器内储存的压力油长时间保持钢丝绳张紧状态。

1.2受力分析

从上面对钢丝绳液压张紧机构的控制过程的介绍可以看出，该张紧机构钢丝绳的受力工况是时变的，其受力变化过程取决于液压系统的内泄大小。根据流体力学节流公式【1】：

（1）

式中 V 内泄油量，m3

t 时间，s

Cd 流流系数，

A 节流面积，m2

P(t) 液压缸2油腔压差，是时间函数，Pa

另外，根据稳态封闭容腔中压力的基本公式【2】：

（2）

式中P 液压缸有杆腔初始高压力，Pa

V 液压缸7和蓄能器9的有效容积总和。m3

E 弹性模量，Pa

同时，考虑回油油路中，液压油基本处于静态，流量压力增益很小，在油液不流动的条件下，背压基本为零。根据液压缸的力平衡方程，得

F= P Am （3）

式中F 液压缸对钢丝绳作用力，N

Am 液压缸有杆腔有效作用面积，m2

由式(1)、(2)、(3)得

（4）

由式(4)及液压张紧控制系统的基本原理，可以得出液压张紧机构力值的变化基本情况，如图2。

从图中可以看出，开始阶段钢丝绳的张紧力值大，由于液压系统内泄的原因，力值逐渐减小，当低于压力开关监测力值时，压力开关动作，动力包电机启动，对蓄能器补油，当达到系统的高压力时，动力包停止动作，液压缸恢复对钢丝绳的压力，如此往复动作，使钢丝绳的张紧力始终在允许的范围内，保证小车正常运行。液压张紧机构的自动化程度高，始终自行控制维持钢丝绳的张紧力以满足工作要求，但是液压张紧机构成本较高，并且一旦出现液压系统故障，现场人员无法短时间内修复。

2 . 机械张紧装置

2.1基本组成

基于降低成本、提高维护性的原因，提出一种新型机械张紧装置，其基本组成如图3所示。

装置直接焊接在安装梁上，通过滑轮与钢丝绳连接。钢丝绳的张紧力传递方向为滑轮、连接叉、盖板、弹簧罩、蝶簧、卡板、螺杆、连接架，传递给安装主梁。通过防松螺母固定螺杆有效使用长度，以保证力值稳定。整个系统结构简单，制造工艺要求低，能满足现场使用要求。

2.2受力分析

由于碟形弹簧具有结构紧凑、加压均匀、操纵省力、摩擦片磨损后工作压力变化较小等特点，

本装置采用碟形弹簧作为施力部件。钢丝绳的张紧力通过调整螺杆的有效使用长度压缩蝶簧得到。图4为碟形弹簧基本结构。

目前，碟形弹簧的负荷应力计算基本采用阿尔曼的近似计算方法，其基本计算公式【3】见式(5)，负载-变形量曲线如图5所示。

（5）

其中，

式中C 外径和内径之比

泊松比，弹簧钢取 =0.3

E 弹性模量，E=2.06 105MPa

B点为初始安装工作点，由于钢丝绳在工作时处在运动状态，连接件在磨合之后造成一定的磨损△ ，工作在A点附近。

现场使用中，张紧力的减小主要是由于长时间的使用，机械元件的松动造成。当出现张紧力不够时，维护人员只需重新调整蝶簧的压缩量，维护简单。

3 .总结

本文对比介绍，2种牵引式小车钢丝绳张紧装置，并分别对其进行受力分析。通过对比可以看出，，型材弯曲机的自动化程度高，当张紧力不能满足工作要求时，能自动调整。但其造价高，维护性较差，适用于大型港门设备。机械张紧机构的自动化程度低，但其造价低廉，维护性好。中小型港口可以广泛采用。